一种铜铸件高炉风口表面破损的修复方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106011348A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610548565.2(22)申请日2016.07.11(71)申请人中国兵器科学研究院宁波分院地址315103浙江省宁波市高新区凌云路199号(72)发明人崔烺马冰陈杰戴宇冯胜强刘光郑子云贾利李娜(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人袁忠卫(51)Int.Cl.C21B7/16(2006.01)C23C24/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铜铸件高炉风口表面破损的修复方法(57)摘要一种铜铸件高炉风口表面破损的修复方法，步骤：对铜铸件高炉风口表面破损处进行预处理；制备铜-陶瓷复合粉末材料作为冷喷涂粉末，配比是在铜粉末材料里添加质量比为1％～35％的陶瓷粉末；将上述复合粉末材料混匀，放入烘箱预热，预热温度为140～160℃，保温时间为1～2小时；采用冷喷涂技术在铜铸件高炉风口表面破损处沉积铜涂层，冷喷涂工艺参数为：工作气体和送粉气体均为N2，喷涂压力为2～4MPa，喷涂温度微为600～800℃，喷涂距离为30～35mm；进行机械加工。本发明采用冷喷涂技术对高炉风口表面进行修复，涂层结合强度高，同时不降低导热率，具有修复效果好、成本低的特点。CN106011348ACN106011348A权利要求书1/1页1.一种铜铸件高炉风口表面破损的修复方法，其特征在于包括以下步骤：1)对需要修复的铜铸件高炉风口表面破损处进行预处理；2)制备铜-陶瓷复合粉末材料：选取球形Cu粉末材料作为冷喷涂粉末的软质相，Al2O3、SiC、Si3N4、Cr3C2、TiC或者ZrO2陶瓷粉末做为冷喷涂粉末的硬质相，制成复合粉末材料，其配比是在Cu粉末材料里添加质量比为1％～35％的陶瓷粉末；3)将上述配制好的复合粉末材料在混料机中混匀，在喷涂前放入烘箱预热，预热温度为140～160℃，保温时间为1～2小时；4)将步骤1)处理后的铜铸件高炉风口装夹在操作台上，采用冷喷涂技术在铜铸件高炉风口表面破损处沉积铜涂层，冷喷涂工艺参数为：工作气体和送粉气体均为N2，喷涂压力为2～4MPa，喷涂温度微为600～800℃，喷涂距离为30～35mm；5)最后，对铜铸件高炉风口表面的铜涂层进行机械加工，使铜涂层与高炉风口表面高度一致。2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于：所述步骤1)的预处理是指除油、干燥、喷砂处理。3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于：所述步骤2)中铜粉末材料的粒度为5μm～75μm，陶瓷粉末的粒度为5～45μm。4.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于：所述步骤3)的预热温度为150℃，保温时间为1小时。5.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于：所述步骤4)沉积的铜涂层厚度为10～20mm。2CN106011348A说明书1/5页一种铜铸件高炉风口表面破损的修复方法技术领域[0001]本发明涉及一种铜铸件修复方法，尤其涉及一种利用冷喷涂技术对铜铸件高炉风口表面破损进行结构完整性修复的方法。背景技术[0002]送风风口是高炉冶炼生铁生产中的一个关键备件。由高炉风口吹入的高温热风和炉底焦炭氧化燃烧生产的一氧化碳，在高温上升中还原出原来以氧化物形态存在的铁。高炉风口具有传导性好、冷却均匀、冷却效率高、组织致密、耐磨性好等特点，目前材质主要为高纯紫铜。高炉风口工作环境严峻，它处在2000℃以上的高温炉缸内，承受高温区的辐射和对流热冲击，风口前段有500毫米伸入炉内，直接受到1500℃左右的液态渣铁和高速循环运动的炽热物料的冲刷，风口内通过900℃～1300℃的热风，同时在燃烧循环区又受到强烈的氧化作用和微量元素对风口的浸润。此外，在喷吹煤粉条件下还受到煤粉的高速磨损。这些不利因素都加剧了风口破损，需要频繁更换风口，导致高炉低产。[0003]目前，针对铜铸件高炉风口表面磨损的修复多采用焊接技术及氧乙炔喷焊技术，但由于铜导热率高，修复过程中需要大量热量输入，工作量大，成本较高。[0004]传统热喷涂技术能在普通的基体材料表面上沉积具有优异耐磨性能的表面防护涂层，但由于喷涂过程中温度较高，涂层残余应力大，使得所制备涂层厚度有限，最大厚度仅为几百微米。同时，由于热喷涂涂层与基材之间较难形成冶金结合，在冷热收缩应力大、剪切力高的工况下，高炉风口表面热喷涂涂层容易发生片状剥落并加速失效，这使得热喷涂难以修复铜铸件高炉风口表面的破损。[0005]冷喷涂涂层与基体结合强度高(微冶金结合)，氧化少，能够保持粉末原始特性，制备高导热涂层；粉末粒子沉积效率极高，涂层孔隙率极低，能够实现大型部件的大面积大厚度表面涂层制备；涂层残余应力低，这使得冷